이 생명은 인공합성으로 만들어졌습니다.
이스라엘 와이츠만과학연구소(WIS)에서 진행된 연구에 따르면 3종류의 줄기세포를 혼합해 합성함으로써 인공 쥐 합성 배아를 만드는 데 성공했다고 한다.
통상 포유류 배아를 만들려면 정자와 난자와 자궁 3가지가 필요하지만 이번 연구에서는 시험관에서 배양되고 있는 줄기세포만을 재료로 하여 고동치는 심장, 복잡한 주름이 있는 뇌. 장. 간을 갖추고 있는 살아있는 배아를 창조하는 데 성공했 있습니다.
이 기술(인공합성 배아 제작기술)이 발전하여 인간 세포에 응용할 수 있다면 줄기세포에서 태아를 직접 만들 수 있게 되어 불임치료나 이식용 장기 생산공장으로 이용할 수 있을 것입니다.
하지만 일부 연구자들은 인공합성 배아와 자연 배아의 경계가 흔들리는 것이 윤리적 논란을 불러일으킬 것이라며 경종을 울리고 있습니다.
현재 자연 인간배아는 14일밖에 배양할 수 없지만 인공합성 배아의 배양에는 특별한 규칙이 없기 때문입니다.
우리는 현실화된 인공합성 배아를 자연 배아와 어떻게 구별해야 할까요?
본 연구의 자세한 내용은 2022년 8월 1일 자에 'Cell'을 통해 공개되었습니다.
요약
- 줄기세포만을 재료로 살아있는 인공합성 배아를 만드는데 성공!
- 인공합성 배아에 생명의 존엄성을 인정할 것인가? 아니면 단순한 인공물인가?
줄기세포만을 재료로 살아있는
인공합성 배아를 만드는데 성공!
최근 줄기세포 기술의 급속한 진보로 줄기세포만을 재료로 뇌, 심장, 간, 뼈, 피부, 혈액 등 모든 신체 부품을 인공적으로 만들 수 있게 되었습니다.
배아줄기세포나 다능성 줄기세포 등으로 대표되는 줄기세포는 몸의 모든 세포로 분화할 수 있는 능력이 있기 때문에 적절한 변화를 일으킬 수 있다면 원하는 장기를 배양할 수 있게 되는 것입니다.
예를 들면 이전에 행해진 연구에서는 인간 다능성 줄기세포(iPS 세포)를 재료로서 인공배양 뇌(뇌 오르가 노이드)를 만들어 한층 더 적절한 유도를 실시해서 눈을 성장시키는 것에 성공했습니다.
그러나 현재 제조할 수 있는 장기는 이식에 적합한 자연스러운 형태와는 거리가 좀 멀고 불규칙한 조직을 형성하는 경향에 그쳤습니다.
원인은 장기가 단독으로만 배양되고 있다는 점에 있었습니다.
우리 장기가 올바르게 형성되려면 다른 장기와의 소통이 이뤄져서 상호 간에 적절한 신호가 일어나야 하는데 장기의 단독 배양으로는 그럴 수 없었습니다.
그래서 이번에 와이츠만연구소 연구자들은 3종류의 배아줄기세포를 조합해서 뇌나 내장 같은 특정 부품이 아닌 배아 전체를 인공 합성하기로 했습니다.
이는 배아 전체를 인공적으로 만들 수 있다면 내부에서 만들어지는 장기들도 자연스러운 배아와 똑같이 소통하면서 자연스러운 형태로 성장할 수 있기 때문입니다.
실험에 있어서는 우선 생쥐 배아에서 적출된 배아줄기세포 (ES세포)가 배양, 증식되어 각 개체의 재료가 되었습니다.
다음으로 연구자들은 재료가 되는 줄기세포를 세 그룹으로 나누어 첫 번째 그룹에는 태반이 되도록 조정, 두 번째 그룹은 그대로 만능성을 유지하고 세 번째 그룹은 난황낭이 되도록 조정하여 세 가지 세포를 혼합하였습니다.
그러자 3종의 세포들은 자연스럽게 세포괴를 만들기 시작했고 그중 약 0.5%(형성된 1만 개의 세포괴 중 약 50개)가 배아 같은 구조로 변화하고 있는 것으로 나타났습니다.
(※ 첫 번째와 세 번째 세포가 태아의 바깥쪽에서 태반과 난황낭을 형성하고 두 번째 세포가 태아의 몸체로 되어 있었습니다)
이들 50개 세포괴는 처음에는 구형이었으나 인공자궁에서 배양되다 점차 원통형으로 성장해 6일 차에는 중추신경이 나타나기 시작해 뇌가 형성됐고 8일 차까지는 장기와 혈관, 고동치는 심장이 나타나기 시작해 8.5일 차까지 정상적인 발달을 이어갔습니다.
(※ 생쥐의 임신기간은 약 20일입니다)
또한 이 50개의 내부에서 일하고 있는 유전자를 확인해보니 천연 배아와 95%의 유사성이 있었으며 내부 장기도 단순히 모양만이 아니라 정상적인 기능을 갖춘 것으로 나타났습니다.
이 결과는 인공적으로 배양된 세 종류의 세포를 합성함으로써 인공 배아를 만들 수 있음을 나타냅니다.
연구자들은 "우리는 배아를 제로에서 시작해 잠재적으로 살아있는 생물을 (인공적으로) 생성할 수 있는 영역에 진입했다"라고 말합니다.
그러나 동시에 몇 가지 과제도 드러났습니다.
그렇다면 이 연구가 안고 있는 기술적인 측면과 윤리적인 측면에서의 문제점을 알아봅시다.
인공합성 배아에 생명의 존엄성을 인정할 것인가? 아니면 단순한 인공물로 인가?
이번 연구에서는 배아줄기세포를 재료로 생쥐의 인공합성배아를 만드는 데 성공했습니다.
인공합성배아 내부에 있는 장기는 기능적으로 움직이고 있었으며 내부에서 발현되고 있는 유전자도 자연배아와 95%의 유사성이 인정되었습니다.
하지만 안타깝게도 자연배아와 똑같지는 않았습니다.
8.5일이 넘어서 인공합성배아를 배양해도 발생이 정지되고 배아의 심장은 치명적인 수준으로 비대해져 갔습니다.
그리고 여기에는 낮은 성공률도 과제가 됩니다.
줄기세포의 혼합으로 생긴 1만 개의 세포괴 중에서 배아라고 부를 수 있는 상태로 분화된 것은 불과 50개(0.5%)였습니다.
또 배양에 사용된 인공자궁으로 인해서 어느 정도 산소나 영양분 공급이 이뤄졌지만 실제 배아와 달리 태반과 자궁이 연결되지 않아 '뜬' 상태여서 충분한 분량에는 도달하지 못한 것으로 보입니다.
인공합성배아를 암쥐의 자궁에 이식한 경우에도 정상적인 발달에는 모두 실패했습니다.
인공합성배아는 자연배아와 유사하지만 건강한 아기 쥐를 출산시키지는 못했습니다.
이 연구 성과를 공업적 상업적으로 이용하려면 성공률을 높이는 조치가 필요할 것입니다.
연구자들은 현재 인공합성된 인간배아를 배양하기 위한 리뉴얼 바이오사를 설립해 문제점을 해결해 나가고 있다고 합니다.
관련원문은 아래링크를 참고하세요.
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